农药对稻瘟病菌细胞壁抑制作用研究进展
摘要：稻瘟病是影响水稻产量和质量的一种植物病害，多年来，抑制稻瘟病的药剂研发受到广泛重视。而细胞壁是生物体防御的第一关卡。本文从稻瘟病菌细胞壁形态、细胞壁结构物质以及细胞壁降解酶三个方面综述了农药对稻瘟病菌细胞壁的影响，为进一步深入研究抑菌靶点以及开发新型农药提供理论依据和研究思路。
关键词：稻瘟病菌； 细胞壁； 抑菌
Abstract: Rice blast is a plant disease that affects the yield and quality of rice. Over the years, the research and development of drugs to inhibit rice blast has received extensive attention. The cell wall is the first level of biological defense. In this paper, the effects of pesticides on the cell wall of Magnaporthe grisea were reviewed from three aspects: cell wall morphology, cell wall structural substances and cell wall degrading enzymes, so as to provide theoretical basis and research ideas for the further study of antibacterial targets and the development of new pesticides.
Keywords: Magnaporthe grisea; Cell wall; Bacteriostasis
一、文献综述
水稻是全球近50%人口的主要热量摄入，水稻稻瘟病( rice blast )是对全球水稻产业的具有毁灭性打击的真菌性病害，通常会造成10%-30%的收益损失，严重时导致土地绝收[1]。稻瘟病菌属于半生物营养性病原体，具有高度致病性变异和分化、易形成多核体等特点[2，3]。感染半生物营养性的病原体通常分为生物营养感染阶段和坏死营养阶段两个接续性的时期。稻瘟病菌在感染早期会以无症状方式在宿主水稻中传播，在这一阶段之后，稻瘟病菌诱导宿主细胞死亡或者病损形成，造成减产[4]，且往往得过稻瘟病的土地若是根治不完全或者防止过度，都会对接下来几年的栽培产生影响。多年的生产实践和科研中已研发出许多农药，但化学农药具有一定的毒性或者对环境具有污染，通常控制稻瘟病菌所采用的化学农药有三环唑、多菌灵、唑菌酯等[5]，且几种药剂的合理组合使用可以增强稻瘟病菌的灭除效率，但三环唑、春雷霉素等化学农药的残留问题也已在易磊[6]等人的研究中阐述过。因而开发环境友好型高效低毒非化学农药称为防治稻瘟病的热点之一。进而为探寻深入的抑菌作用靶点，我们将目光焦距于细胞壁。细胞壁是植物病原性真菌与植物接触的第一个真菌结构，也是植物防御的第一道关卡，主要起到屏障作用。对于细胞壁的抑菌作用机制可分为以下几个方面的研究：细胞壁的形态研究以及染色研究；细胞壁的合成研究；细胞壁降解物及降解相关酶的研究。通常研究抑菌机理时较常用形态观察法和药理研究法，通过功能各异显微镜的观察（如扫描电子显微镜）来研究菌丝细胞结构异常以及细胞壁的破裂或原生质体的外泄。是通过技术放大外部形态来捕获药剂对菌丝的作用。而细胞壁相关物质以及酶的研究则是通过药理研究法，就是通过精密仪器对于菌丝内重要物质如DNA，蛋白质，细胞壁等的生物合成与分解，亦或是对该过程具有相当影响物质的检测。
- 真菌细胞壁的介绍
真菌细胞壁（Cell wall，CW）主要是通过保持机械抗压力和保护原生质体免受恶劣条件破坏而形成的真菌结构。CW它是一种结构成分复杂的动态细胞器，在真菌侵染寄主时，细胞壁可以传输许多毒害分子或水解分子，且可帮助真菌提高穿透率，从而加大成功侵染的可能性[7]。这给理解其在宿主-真菌相互作用中的作用带来了困难[8]。几丁质与葡聚糖、甘露聚糖等一起作为细胞壁重要的组成成分(约为细胞壁干重的90%),构成细胞壁坚实的骨架,其成分、种类和含量因真菌种类不同而异，对于真菌细胞起着重要的保护作用。真菌的细胞壁细分为内外两层，两层间通过氢键、侧链等方式保持稳定。内层是由含有侧链的beta;-1,3-葡聚糖分子与分子链之间的氢键结合形成的三维网状结构，用于固定糖蛋白，外层是甘露糖蛋白与beta;-1,6-葡聚糖结合构成肽聚糖网络[9]。细胞壁中还含有蛋白质、色素等物质[7]。真菌细胞壁的解构被认为是一种重要的生防特征[10]。
- 药剂对稻瘟病菌细胞壁的形态影响
由于科学技术日新月异的积累，对于肉眼不可见的稻瘟病菌细胞壁的形态观察上主要有光学显微镜观察，激光共聚焦显微镜，透射显微镜观察、扫描电子显微镜观察等。
